JP5194618B2 - 離型剤塗布装置及びそれを有する定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真式の画像形成装置に設けられる離型剤塗布装置及びそれを有する定着装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ又はこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機等として構成される画像形成装置において、ワックスを含む複数色のトナーにより形成されたトナー像を担持した転写紙を回転する定着部材と加圧部材の間に通過させて、その通過時に、前記トナー像のトナーに熱と圧力を加えて該トナー像を転写紙に定着する定着装置は、周知である。このような定着装置における定着部材（定着ローラ）の表面には、フッ素樹脂等のトナーが付着しにくい物質が被覆されたり、また、シリコーンオイル等の離型剤が塗布されたりして、定着部材の表面へのトナーの付着が防止されている。しかしながら、このような対策だけでは、実際には、微小量のトナーが定着部材の表面に付着し、この付着したトナーが定着部材の表面にある程度増えてくると、転写紙上に余印字が表れ、重大な障害の原因となることがある。したがって、従来においては、定着部材（定着ローラ）に離型剤（シリコーンオイル）を塗布しつつ、定着部材を清掃する手段が一般的に用いられてきた。

図５は、従来の定着装置の概略説明図である。従来の定着装置における定着部材としては、例えば、定着ローラ１０５が用いられている。高画質化を狙いとして、ニップを長くすることができる無端ベルト（図示せず）が用いられることもあり、この場合には、加熱ローラと定着ローラとにより張架されて圧接される。従来の定着装置における定着ローラ１０５には、例えば、シリコーンゴムで構成される弾性体層１０２が基材１０１上に設けられ、例えば、フッ素樹脂で構成される離型層１０３がさらに設けられている。これにより、定着ローラ１０５の表面にトナーが少量ずつ付着して、該トナーが定着ローラ１０５の表面に固着する不具合を効果的に抑制することができる。基材１０１は、中空で加熱用ハロゲンランプ１０４を備えている。加熱源としては、近年、誘導発熱を用いて基材１０１を直接加熱することもある。また、定着ローラ１０５に相対する部材としては、加圧ローラ１１５がある。かかる加圧ローラ１１５には、芯材１１２上に弾性層１１３が形成され、その弾性層１１３上に離型層１１４が形成されることが多い。このような定着装置においては、定着ローラ１０５と加圧ローラ１１５との間を通過する転写紙１１１上のトナーに過度に大きな圧力が加えられることがないので、トナーの押しつぶしによるトナー像の乱れを防止することができる。図５において、１１９は、分離板である。

前記定着装置における離型剤塗布部材としては、例えば、離型剤塗布ローラ（特許文献１を参照。）が用いられている。即ち、図５に示されているように、芯軸１０６と、該芯軸１０６の上に形成された離型剤を保持する弾性層１０７と、該弾性層１０７の上に形成された表面層（多孔質膜）１０８とを有する離型剤塗布ローラ１０９が用いられている。離型剤塗布ローラ１０９によれば、該離型剤塗布ローラ１０９とクリーニングローラ１１０とを接触させることにより、定着ローラ（定着部材）１０５又は離型剤塗布ローラ１０９の上の残留トナーやゴミが除去される。定着ローラ１０５の表面にトナーが固着して成長すると、当該トナーが転写紙１１１の上に付着したり、逆に、転写紙１１１の上の溶融したトナーが定着ローラ１０５の上のトナーに付着して、定着ローラ１０５の側に持ち去られるおそれがあるが、かかる不具合の発生を防止することができる。

しかしながら、材料によっては、弾性層１０７の弾力保持が難しく、また、経時で弾性が劣化するので、圧力による復元力が弱くなり、そのために、長時間に至る使用において、安定した離型剤の供給面積を保持することが困難になる、という問題があった。そして、加熱をともなう定着ローラ１０５に熱容量の大きい部材が接触するので、近年重視されている「立ち上がり時間」の短縮を低下させる要因になりうる、という問題もあった。

図６は、他の従来の定着装置の概略説明図である。図６に示されているように、耐熱性フェルトの毛細管現象を利用して定着ローラ（定着部材）１０５にシリコーンオイルを塗布しつつ、トナーを清掃するというウェブ塗布方式による離型剤塗布装置（特許文献２を参照。）も提案されている。この離型剤塗布装置によれば、離型剤タンク１１８に貯蔵された離型剤１１７を塗布ウェブ１１６を介して、塗布することができるが、該塗布ウエブ１１６を構成するフェルトが常時固定の状態で定着ローラ１０５に接触しているので、短期間でトナーがフェルトに堆積して該トナーの汚れを回収できなくなり、そのために、該塗布ウエブ１１６の交換寿命が著しく短くなる、という問題があった。そして、この離型剤塗布装置は、離型剤貯蔵タンク１１８を持っているので、構造上大きくなってしまう、という問題もあった。図６において、１１９は、分離板である。

また、前記フェルトの代わりに清掃ウェブを巻取る方式による離型剤塗布装置があった。この離型剤塗布装置によれば、ウェブの汚れた部分が順次巻取られるので、寿命的には向上するが、装置が大型になるので、ウェブの残量を検出する手段が必要になり、そのために、装置が複雑になる、という問題があった。

また、離型剤タンクに、離型剤移送ローラ、離型剤塗布ローラ、及び、ブレードを備えて、離型剤塗布ローラにより離型剤を定着ローラに塗布しつつ、ブレードにより定着ローラに付着した過剰分の離型剤や汚れを取り去る方式があるが、離型剤塗布ローラにトナーや紙粉等の汚れが付着して目詰りが生じ易く、比較的短期間に離型剤の均一な付与が行なわれなくなる傾向があり、ブレードに汚れが付着すると短期間で定着ローラを傷つけてしまう原因となる。

また、離型剤塗布ローラの内部にシリコーンオイルを収容し、芯金部（層）の小孔を通して離型剤塗布層に離型剤を供給する方式による離型剤塗布装置があったが、この離型剤塗布装置によれば、シリコーンオイルを規制する部材が介在しないので、定着ローラへ離型剤が余剰に供給され、そのために、転写紙を離型剤で汚してしまう、という問題があった。

また、離型剤塗布用ローラの離型剤塗布部（離型剤含浸層）にフェルト又はシリコンスポンジの如きトナーの拭き取り性の良い部材を用いる方式による離型剤塗布装置があったが、この離型剤塗布装置によれば、離型剤塗布用ローラの表面にトナーが堆積してくると均一に離型剤を塗布できなくなる、という問題があった。そして、この離型剤塗布装置によれば、クリーニング部材の表面に堆積してきたトナーより、定着ローラを傷つけてしまう、という問題があった。
特開昭６２−１７８９９２号公報 特開平４−２９２７９号公報

本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。

即ち、本発明は、離型剤の過剰塗布によって生じる転写紙の汚れの発生を防止することができると共に、定着ローラを傷つけることなく離型剤を連続して均一に塗布することができ、しかも、立ち上がり時間を短縮することができる、長期間にわたり安定して定着ローラへの離型剤塗布とクリーニングを行なう離型剤塗布装置及びそれを有する定着装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載された発明は、芯軸の表面に離型剤保持層が設けられた離型剤含浸ローラと、前記離型剤含浸ローラと平行に設けられた張架軸と、前記離型剤含浸ローラと前記張架軸との間に張架されて設けられた耐熱性無端ベルトと、を有する離型剤塗布装置において、前記耐熱性無端ベルトの前記離型剤含浸ローラと前記張架軸との間の部分の表面が、定着ローラの表面に面で接するように設けられていることを特徴とする離型剤塗布装置である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記耐熱性無端ベルトが、離型剤が含浸される多孔性部材で構成されていることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項２に記載された発明において、前記離型剤が含浸される多孔性部材が、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）及びフッ素樹脂から選ばれる樹脂で構成される布帛又は不織布よりなる多孔性シートであることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項２に記載された発明において、前記離型剤が含浸される多孔性部材が、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）及びフッ素樹脂から選ばれる樹脂で構成される発泡体又は網体よりなる多孔性シートであることを特徴とするものである。

請求項５に記載された発明は、請求項２に記載された発明において、前記離型剤が含浸される多孔性部材が、ニッケル、クロム及び鉄から選ばれる金属で構成される網体よりなる多孔性シートであることを特徴とするものである。

請求項６に記載された発明は、請求項３〜５のいずれか１項に記載された発明において、前記多孔性部材上に、点状に形成された離型層が設けられていることを特徴とするものである。

請求項７に記載された発明は、請求項６に記載された発明において、前記多孔性の離型層が、フッ素樹脂の溶融温度以上の温度で固着されたフッ素樹脂粒子で構成されていることを特徴とするものである。

請求項８に記載された発明は、請求項７に記載された発明において、前記フッ素樹脂粒子が、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）粒子、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）粒子及び四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）粒子から選ばれる少なくとも１種のフッ素樹脂粒子であることを特徴とするものである。

請求項９に記載された発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載された発明において、前記張架軸が可動軸とされていることを特徴とするものである。

請求項１０に記載された発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載された発明において、前記耐熱性無端ベルトの表面に接するように、表面清掃部材が設けられていることを特徴とするものである。

請求項１１に記載された発明は、請求項９または１０に記載された発明において、前記定着ローラの表面の離型剤の量を検知する手段で検知された検出値と前記定着ローラの表面の離型剤の量の目標値とを比較して、前記検出値と前記目標値との差が０になるように、前記可動軸を移動させて、前記耐熱性無端ベルトの表面と前記定着ローラの表面とに接する面の面積を制御する制御部が設けられていることを特徴とするものである。

請求項１２に記載された発明は、転写紙が搬送される搬送経路上に配置された定着ローラと、前記定着ローラの表面に当接する加圧ローラと、を有する定着装置において、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の離型剤塗布装置を有していることを特徴とする定着装置である。

請求項１に記載された発明によれば、芯軸の表面に離型剤保持層が設けられた離型剤含浸ローラと、前記離型剤含浸ローラと平行に設けられた張架軸と、前記離型剤含浸ローラと前記張架軸との間に張架されて設けられた耐熱性無端ベルトと、を有する離型剤塗布装置において、前記耐熱性無端ベルトの前記離型剤含浸ローラと前記張架軸との間の部分の表面が、定着ローラの表面に面で接するように設けられているので、
１）定着ローラに接触している部分の離型剤の含有量が制限され、そのために、離型剤の過剰塗布が防止されて、離型剤の過剰塗布によって生じる転写紙の汚れの発生を防止すること、
２）定着ローラとの連れまわりによる経時での離型剤塗布ローラにおける弾性層の弾性劣化がなく、そのために、安定した離型剤の塗布面積を維持することができ、よって、定着ローラを傷つけることなく離型剤を連続して均一に塗布することができること、
３）接触部の熱容量を小さくすることができ、そのために、立ち上がり時間を短縮することができること、
といった効果を奏する。

請求項２に記載された発明によれば、前記耐熱性無端ベルトが、離型剤が含浸される多孔性部材で構成されているので、単位面積あたりの離型剤の含有量が増え、そのために、定着ローラへの接触面積を低減することができ、よって、該定着ローラの損傷と該耐熱性無端ベルトとの汚れを軽減することができる。

請求項３に記載された発明によれば、前記離型剤が含浸される多孔性部材が、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）及びフッ素樹脂から選ばれる樹脂で構成される布帛又は不織布よりなる多孔性シートであるので、単位面積あたりの離型剤の含有量が増え、そのために、定着ローラへの接触面積を低減することができ、よって、該定着ローラの損傷と該耐熱性無端ベルトとの汚れをいっそう軽減することができる。

請求項４に記載された発明によれば、前記離型剤が含浸される多孔性部材が、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）及びフッ素樹脂から選ばれる樹脂で構成される発泡体又は網体よりなる多孔性シートであるので、単位面積あたりの離型剤の含有量が増え、そのために、定着ローラへの接触面積を低減することができ、よって、該定着ローラの損傷と該耐熱性無端ベルトとの汚れをいっそう軽減することができる。

請求項５に記載された発明によれば、前記離型剤が含浸される多孔性部材が、ニッケル、クロム及び鉄から選ばれる金属で構成される網体よりなる多孔性シートであるので、単位面積あたりの離型剤の含有量が増え、そのために、定着ローラへの接触面積を低減することができ、よって、該定着ローラの損傷と該耐熱性無端ベルトとの汚れをいっそう軽減することができる。

請求項６に記載された発明によれば、前記多孔性部材上に、点状に形成された離型層が設けられているので、該耐熱性無端ベルトの多孔部分から離型剤を定着ローラに供給できると共に、該耐熱性無端ベルトの表面へのトナーの固着やトナーによる汚れの移着を防止することができ、そのために、安定した離型剤の供給を長期間実現することができる。

請求項７，８に記載された発明によれば、前記多孔性の離型層が、フッ素樹脂の溶融温度以上の温度で固着されたフッ素樹脂粒子で構成されているので、該多孔性の離型層の熱的安定性が向上し、そのために、安定した離型剤の供給をいっそう長期間実現することができる。

請求項９に記載された発明によれば、前記張架軸が可動軸とされているので、定着ローラへの接触面積が可変となり、そのために、「転写紙の厚み」や「離型剤保有量低下」などの外乱に対し、定着ローラの上の離型剤量を長期にわたり均一にすることができる。

請求項１０に記載された発明によれば、前記耐熱性無端ベルトの表面に接するように、表面清掃部材が設けられているので、該耐熱性無端ベルトの表面のトナーや紙粉による汚れを除去することができ、そのために、安定した離型剤の塗布を実現することができる。

請求項１１に記載された発明によれば、前記定着ローラの表面の離型剤の量を検知する手段で検知された検出値と前記定着ローラの表面の離型剤の量の目標値とを比較して、前記検出値と前記目標値との差が０になるように、前記可動軸を移動させて、前記耐熱性無端ベルトの表面と前記定着ローラの表面とに接する面の面積を制御する制御部が設けられているので、前記定着ローラの表面に一定量の離型剤を正確に塗布することができる。

請求項１２に記載された発明によれば、転写紙が搬送される搬送経路上に配置された定着ローラと、前記定着ローラの表面に当接する加圧ローラと、を有する定着装置において、請求項１〜７のいずれか１項に記載の離型剤塗布装置を有しているので、離型剤の過剰塗布によって生じる転写紙の汚れの発生を防止することができると共に、定着ローラを傷つけることなく離型剤を連続して均一に塗布することができ、しかも、立ち上がり時間を短縮することができる、長期間にわたり安定して定着ローラへの離型剤塗布とクリーニングを行なう離型剤塗布装置を有する定着装置を提供することができる。

次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施の形態を示す定着装置の概略説明図である。図２は、本発明の他の一実施の形態を示す定着装置の概略説明図である。図３は、本発明の一実施の形態を示す定着装置において用いられる多孔性部材であって、（ａ）は、その多孔性部材の平面図であり、そして、（ｂ）は、その多孔性部材の断面図である。図４は、本発明の他の一実施の形態を示す定着装置の概略説明図である。

図１において、１３は、離型剤塗布装置である。本発明の離型剤塗布装置１３は、芯軸７の表面に離型剤保持層８が設けられた離型剤含浸ローラ９と、前記離型剤含浸ローラ９と平行に設けられた張架軸１０と、前記離型剤含浸ローラ９と前記張架軸１０との間に張架されて設けられた耐熱性無端ベルト１１と、を有している。そして、前記耐熱性無端ベルト１１の表面は、定着ローラ５の表面に面で接するように設けられている。

図１，２に示すように、離型剤塗布部材としての耐熱性無端ベルト１１は、内面に離型剤含浸ローラ９と可動する張架軸１０とを持ち、クリーニングローラ１２により外面から圧力をかけられることで張架・支持されて、張架された部分が定着ローラ５に圧接されている。本発明の離型剤塗布装置１３においては、前記張架した部分が定着ローラ５に接触するので、離型剤含浸ローラ９における離型剤保持層８の経時で弾性の劣化がなく、そのために、離型剤の供給面積を保持することができる。また、定着ローラ５に接触する部位の熱容量が小さいので、「立ち上がり時間」の短縮に寄与する。また、離型剤含浸ローラ９を張架軸１０の一つに配置することと、耐熱性無端ベルト１１を用いることにより、離型剤塗布装置１３の小型化と残量検知などの機能削減に寄与することができる。また、本発明の離型剤塗布装置１３においては、耐熱性無端ベルト１１の内側から安定的に離型剤が塗布されるので、該耐熱性無端ベルト１１の表面汚れの影響をうけにくくなる。また、耐熱性無端ベルト１１の厚みにより、吸収可能な離型剤が自動的に規制されるので、離型剤の過剰塗布が防止される。また、耐熱性無端ベルト１１のクリーニングローラ１２への接触面積を増やしてクリーニング効率を上げることができるので、該耐熱性無端ベルト１１の表面汚れの定着ローラ５への流出を防止することができる。

したがって、芯軸７の表面に離型剤保持層８が設けられた離型剤含浸ローラ９と、前記離型剤含浸ローラ９と平行に設けられた張架軸１０と、前記離型剤含浸ローラ９と前記張架軸１０との間に張架されて設けられた耐熱性無端ベルト１１と、を有する離型剤塗布装置１３において、前記耐熱性無端ベルト１１の表面が、定着ローラ５の表面に面で接するように設けられていると、１）定着ローラ５に接触している部分の離型剤の含有量が制限され、そのために、離型剤の過剰塗布が防止されて、離型剤の過剰塗布によって生じる転写紙１５の汚れの発生を防止すること、２）定着ローラ５との連れまわりによる経時での離型剤塗布ローラ１０９における弾性層１０７の弾性劣化がなく、そのために、安定した離型剤の塗布面積を維持することができ、よって、定着ローラ５を傷つけることなく離型剤を連続して均一に塗布することができること、３）接触部の熱容量を小さくすることができ、そのために、立ち上がり時間を短縮することができること、といった効果を奏する。

図３に示されているように、本発明においては、前記耐熱性無端ベルト１１は、離型剤１１ｃが含浸される多孔性部材１１ａで構成されている。前記多孔性部材１１ａの層厚は、熱容量及び強度の観点から、好ましくは、５０μｍ以上である。このように、前記耐熱性無端ベルト１１が離型剤１１ｃが含浸される多孔性部材１１ａで構成されていると、単位面積あたりの離型剤１１ｃの含有量が増え、そのために、定着ローラ５への接触面積を低減することができ、よって、該定着ローラ５の損傷と該耐熱性無端ベルト１１との汚れを軽減することができる。

前記離型剤１１ｃが含浸される多孔性部材１１ａは、好ましくは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）及びフッ素樹脂から選ばれる樹脂で構成される布帛又は不織布よりなる多孔性シートである。このように、前記離型剤１１ｃが含浸される多孔性部材１１ａが、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）及びフッ素樹脂から選ばれる樹脂で構成される布帛又は不織布よりなる多孔性シートであると、単位面積あたりの離型剤１１ｃの含有量が増え、そのために、定着ローラ５への接触面積を低減することができ、よって、該定着ローラ５の損傷と該耐熱性無端ベルト１１との汚れをいっそう軽減することができる。

また、前記離型剤１１ｃが含浸される多孔性部材１１ａは、好ましくは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）及びフッ素樹脂から選ばれる樹脂で構成される発泡体又は網体よりなる多孔性シートであってもかまわない。このように、前記離型剤１１ｃが含浸される多孔性部材１１ａが、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）及びフッ素樹脂から選ばれる樹脂で構成される発泡体又は網体よりなる多孔性シートであると、単位面積あたりの離型剤１１ｃの含有量が増え、そのために、定着ローラ５への接触面積を低減することができ、よって、該定着ローラ５の損傷と該耐熱性無端ベルト１１の汚れをいっそう軽減することができる。

また、前記離型剤１１ｃが含浸される多孔性部材１１ａは、好ましくは、ニッケル、クロム及び鉄から選ばれる金属で構成される網体よりなる多孔性シートである。このように、前記離型剤１１ｃが含浸される多孔性部材１１ａが、ニッケル、クロム及び鉄から選ばれる金属で構成される網体よりなる多孔性シートであると、単位面積あたりの離型剤１１ｃの含有量が増え、そのために、定着ローラ５への接触面積を低減することができ、よって、該定着ローラ５の損傷と該耐熱性無端ベルト１１の汚れをいっそう軽減することができる。

本発明においては、前記多孔性部材１１ａの上に、点状に形成された離型層１１ｂが設けられている。このように、前記多孔性部材１１ａの上に、点状に形成された離型層１１ｂが設けられていると、該耐熱性無端ベルト１１の多孔部分から離型剤１１ｃを定着ローラ５に供給できると共に、該耐熱性無端ベルト１１の表面へのトナーの固着やトナーによる汚れの移着を防止することができ、そのために、安定した離型剤１１ｃの供給を長期間実現することができる。

前記多孔性の離型層１１ｂは、好ましくは、フッ素樹脂の溶融温度以上の温度で固着されたフッ素樹脂粒子で構成されている。そして、前記フッ素樹脂粒子は、好ましくは、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）粒子、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）粒子及び四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）粒子から選ばれる少なくとも１種のフッ素樹脂粒子である。このように、前記多孔性の離型層１１ｂが、フッ素樹脂の溶融温度以上の温度で固着されたフッ素樹脂粒子で構成されていると、該多孔性の離型層１１ｂの熱安定性が向上し、そのために、安定した離型剤１１ｃの供給をいっそう長期間実現することができる。

本発明においては、前記張架軸１０は可動軸とされている。このように、前記張架軸１０が可動軸とされていると、定着ローラ５への接触面積が可変となり、そのために、「転写紙の厚み」や「離型剤保有量低下」などの外乱に対し、定着ローラ５の上の離型剤量を長期にわたり均一にすることができる。

本発明においては、前記耐熱性無端ベルト１１の表面に接するように表面清掃部材が設けられている。このように、前記耐熱性無端ベルト１１の表面に接するように表面清掃部材が設けられていると、該耐熱性無端ベルト１１の表面のトナーや紙粉による汚れを除去することができ、そのために、安定した離型剤１１ｃの塗布を実現することができる。

前記離型剤含浸ローラ９は、芯軸７と、該芯軸７の上に形成された離型剤保持層８と、を有している。前記離型剤保持層８は、例えば、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂ビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂発泡体、四フッ化エチレン樹脂多孔質材、シリコーンフォーム材、ウレタン軟質フォーム材等の耐熱性及び離型性を有するの発砲体で構成されている。この発砲体は、可撓性のある微細気孔組織であって１５０℃を上回るような耐熱性を有し、また、耐離型剤性が確保されるとともに離型剤１１ｃを内部組織中に保持し、かつ円滑に適度の離型剤１１ｃを耐熱性無端ベルト１１へ供給する連続気泡構造を有している。

前記クリーニングローラ１２は、ステンレススチール（ＳＵＳ）、アルミニウム、セラミック等の材料で構成されるが、その形状や大きさは装置の規模により適宜変更される。また、前記クリーニングローラ１２は、その表面に汚れを吸着しやすくするために、Ｒｚ：０．５〜１．５に荒らされた表面層を有している。また、前記クリーニングローラ１２の表面には、トナーや汚れを吸着しやすい塗膜を形成してもよい。

図４に示されているように、本発明においては、前記定着ローラ５の表面の離型剤１１ｃの量を検知する手段１４で検知された検出値と前記定着ローラ５の表面の離型剤１１ｃの量の目標値とを比較して、前記検出値と前記目標値との差が０になるように、前記張架軸１０を移動させて、前記耐熱性無端ベルト１１の表面と前記定着ローラ５の表面とに接する面の面積を制御する制御部が設けられている。前記張架軸１０は、ステンレススチール（ＳＵＳ）、アルミニウム、セラミック等の材料で構成されるが、その形状や大きさは装置の規模により適宜変更される。この張架軸１０は、離型剤１１ｃの量を検知する手段（センサー）によって定着ローラ５の上の離型剤１１ｃの量を検知して、離型剤１１ｃの量を一定にするべくフィードバックをかけられて可動する。このように、前記定着ローラ５の表面の離型剤の量を検知する手段（センサー）１４で検知された検出値と前記定着ローラ５の表面の離型剤１１ｃの量の目標値とを比較して、前記検出値と前記目標値との差が０になるように、前記張架軸１０を移動させて、前記耐熱性無端ベルト１１の表面と前記定着ローラ５の表面とに接する面の面積を制御する制御部が設けられていると、前記定着ローラ５の表面に一定量の離型剤を正確に塗布することができる。

図１，２に示されているように、定着装置は、転写紙１５が搬送される搬送経路上に配置された定着ローラ５と、前記定着ローラ５の表面に当接する加圧ローラ１９と、を有している図１，２において、１６は、芯軸であり、１７は、弾性層であり、そして、１８は、離型層である。そして、本発明の定着装置は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の離型剤塗布装置１３を有している。このように、転写紙１５が搬送される搬送経路上に配置された定着ローラ５と、前記定着ローラ５の表面に当接する加圧ローラ１９と、を有する定着装置において、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の離型剤塗布装置１３を有していること、離型剤１１ｃの過剰塗布によって生じる転写紙１５の汚れの発生を防止することができると共に、定着ローラ５を傷つけることなく離型剤を連続して均一に塗布することができ、しかも、立ち上がり時間を短縮することができる、長期間にわたり安定して定着ローラ５への離型剤塗布とクリーニングを行なう離型剤塗布装置１３を有する定着装置を提供することができる。そして、図１，２において、６は、分離板である。

本発明の定着装置が転写紙１５が搬送される搬送経路上に配置された定着ローラ５と、前記定着ローラ５の表面に当接する加圧ローラ１９と、を有していることは、前述のとおりであるが、前記定着ローラ５は、芯軸１と、該芯軸１の上に設けられた弾性層２と、該弾性層２の上に設けられた離型層（表面層）３と、加熱用ハロゲンランプ４と、を有している。

そして、前記芯軸１は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、フッ素樹脂等の耐熱性の樹脂材料で構成される。この樹脂材料は、磁性導電性粒子を分散したものであってもかまわない。その場合には、この樹脂材料には、磁性導電性粒子が２０〜９０重量％の範囲内で添加される。具体的には、ワニス状態の樹脂材料中に、ロールミル、サンドミル、遠心脱泡装置等の分散装置を用いて磁性導電性粒子を分散する。これを溶剤により適当な粘度に調整して、金型により所望の層厚に成形する。また、前記芯軸１は、ニッケル、鉄、クロム又はそれらの合金で構成されていてもかまわないが、それ自体が発熱しても良い。前記芯軸１の層厚は、熱容量及び強度の点から、好ましくは、３０〜５００μｍに形成されている。前記芯軸１が金属で構成されている場合には、前記耐熱性無端ベルト１１の撓みを考慮して、１００μm以下の膜厚であることが好ましい。前記芯軸１が金属で構成されている場合には、各材料の添加量と加工条件とを調整することで所望のキューリー点を得ることができ、キューリー点が定着ベルトの定着温度近傍となる磁性導電性材料にて発熱層を形成することで、発熱層は電磁誘導によって過昇温されることなく加熱できる。

また、前記離型層３は、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂、これらの樹脂の混合物、又は、これらの樹脂を耐熱性樹脂に分散させたもので構成されるが、特に強度、平滑性を両立する点からＰＦＡが好ましい。前記離型層３に充填される材料としては、低比熱・低熱伝導率の物質として中空フィラーや、導電性物質が用いられる。これらは単独でも、両方一緒に添加して使用することも可能である。前記離型層３の層厚は、好ましくは、５〜５０μｍ、さらに好ましくは、１０〜３０μｍである。これにより、定着ベルトのトナー離型性が担保されるとともに、定着ベルトの柔軟性が確保される。なお、定着ベルトの各層の間に、プライマ層等を設けることもできる。前記定着ベルトにおける離型層３の被膜形成方法は、チューブ状にしたものをかぶせても、湿式スプレー塗装や粉体塗装後に焼き付けても良い。前記定着ベルトにおける弾性層２は、耐熱性のある弾性体、好ましくは耐熱性ゴムが用いられ、具体的にはシリコーンゴム、フロロシリコンゴムがあげられる。特に耐熱性、硬度の点からシリコーンゴムが好ましい。ゴムをソリッドで発泡させても使用できる。

（実施例１）
長さ３２０ｍｍ、厚み１００μmのポリイミド多孔膜（デュポン帝人アドバンスドペーパー社製、ノーメックス）を直径７０ｍｍの耐熱性無端ベルトに形成した。ステンレススチール（ＳＵＳ）で構成される直径４ｍｍの芯軸の表面に弾性ウレタンスポンジで構成される直径１８ｍｍの離型剤保持層を形成し、この離型剤保持層に粘度３００ｃｓのシリコーンオイル（東レダウコーニング社製）を３０ｇ含浸させて離型剤含浸ローラとした。そして、前記耐熱性無端ベルトを、前記離型剤含浸ローラと、該離型剤含浸ローラと平行に設けられた直径２ｍｍのステンレススチール（ＳＵＳ）で構成される直径４ｍｍの張架軸と、で架橋した後、該離型材含浸ローラ近傍表面に、ステンレススチール（ＳＵＳ）で構成される直径２ｍｍの表面Ｒｚ：０．５μmに荒らされたクリーニングローラを圧接させて離型剤塗布装置とした。次ぎに、この離型剤塗布装置をカラープリンター（リコー社製、Ｉｍａｇｉｏ ｎｅｏ Ｃ３２５）、に装着させて２００Ｋの通紙試験を行った。転写紙は、普通紙（リコー社製、マイリサイクルＦＣ）と厚紙（１３０ｋｇ紙）を交互に１Ｋずつ用いた。

（実施例２）
前記ポリイミド多孔膜の表面に、粉末状の四フッ化エチレン樹脂（三井・デュポンフロロケミカル社製）で点状に形成した離型層を設けた以外は、実施例１と同様にして離型剤塗布装置とした。次ぎに、この離型剤塗布装置をカラープリンター（リコー社製、Ｉｍａｇｉｏ ｎｅｏ Ｃ３２５）、に装着させて２００Ｋの通紙試験を行った。転写紙は、普通紙（リコー社製、マイリサイクルＦＣ）と厚紙（１３０ｋｇ紙）を交互に１Ｋずつ用いた。

（実施例３）
前記ポリイミド多孔膜の表面に、粉末状の四フッ化エチレン樹脂（三井・デュポンフロロケミカル社製）で点状に形成し、また、前記張架軸を可動軸とすると共に、定着ローラの表面の離型剤の量を検知する手段から定着ローラ上の離型剤の量を一定にするべくフィードバックされた信号を検知し、離型剤が少ない場合は、接触面積を増加させ、離型剤が多い場合は、接触面積を少なくするように張架軸を移動する制御部を設けた以外は、実施例１と同様にして離型剤塗布装置とした。次ぎに、この離型剤塗布装置をカラープリンター（リコー社製、Ｉｍａｇｉｏ ｎｅｏ Ｃ３２５）、に装着させて２００Ｋの通紙試験を行った。転写紙は、普通紙（リコー社製、マイリサイクルＦＣ）と厚紙（１３０ｋｇ紙）を交互に１Ｋずつ用いた。

（比較例１）
前記離型剤塗布装置を、図６に示されるフェルト部材と離型剤保持タンク（３０ｇ）とを有する離型剤塗布装置に変更した以外は、実施例１と同様にして離型剤塗布装置とした。次ぎに、この離型剤塗布装置をカラープリンター（リコー社製、Ｉｍａｇｉｏ ｎｅｏ Ｃ３２５）、に装着させて２００Ｋの通紙試験を行った。転写紙は、普通紙（リコー社製、マイリサイクルＦＣ）と厚紙（１３０ｋｇ紙）を交互に１Ｋずつ用いた。

以上、実施例１〜３及び比較例１で得た離型剤塗布装置について、次の表１に示すランク基準にて評価を行った。

評価結果は、次の表２に示される。

表２から次のことがわかる。即ち、１）比較例１では、離型剤の染み出し量が制御できず、結果として離型剤が画像上に汚れとなって付着してしまい、２）摩耗が進行して表面汚れが顕在化し、結果として、部材の摩耗粉や定着部材上の残留トナーが流出して画像不良がおこり、そして、３）転写紙の変化や磨耗による表面性の変化に追従できないために、離型剤の消耗が早く、結果として、交換寿命が低下する、のに対して、実施例1では、１）過剰な離型剤の塗布が抑制されるので、それに起因した画像不良がなくなり、２）経時で安定した塗布面積を維持できるので、摩耗がおきにくく、また、残留トナーを回収する能力が落ちないので、それに起因する画像不良を低減し、そして、３）同様の理由で安定した塗布を実現し、結果として、交換寿命を延ばすことができる。実施例２では、実施例1の効果に加えて、さらに、離型剤塗布部材の表面汚れを回収・防止することができ、結果として、残留トナーの回収能力が落ちることなく、それに起因する画像不良がさらに少なくなる。実施例３では、実施例１，２の効果に加えて、さらに紙種により必要な離型剤の量を制御することとしたので、良好な画像を維持しつつ、離型剤の有効利用を実現することができ、結果として、さらに、交換寿命を延ばすことができる。

したがって、本発明の離型剤塗布装置を搭載すると、過剰離型剤塗布による画像不良を防止し、摩耗・残留トナーによる画像不良を防止し、そして、離型剤塗布部材の交換寿命を延ばすことができる。また、結果として、耐久性を向上させて、経時で安定した定着を実現する定着装置を提供できる。

本発明の一実施の形態を示す定着装置の概略説明図である。 本発明の他の一実施の形態を示す定着装置の概略説明図である。 本発明の一実施の形態を示す定着装置において用いられる多孔性部材であって、（ａ）は、その多孔性部材の平面図であり、そして、（ｂ）は、その多孔性部材の断面図である。 本発明の他の一実施の形態を示す定着装置の概略説明図である。 従来の定着装置の概略説明図である。 他の従来の定着装置の概略説明図である。

符号の説明

１ 芯軸
２ 弾性層
３ 離型層（表面層）
４ 加熱用ハロゲンランプ
５ 定着ローラ
６ 分離板
７ 芯軸
８ 離型剤保持層
９ 離型剤含浸ローラ
１０ 張架軸
１１ 耐熱性無端ベルト
１１ａ 多孔性部材
１１ｂ 離型層
１１ｃ 離型剤
１２ クリーニングローラ
１３ 離型剤塗布装置
１４ 離型剤の量を検知する手段（センサー）
１５ 転写紙
１６ 芯軸
１７ 弾性層
１８ 離型層
１９ 加圧ローラ

Claims (12)

1. 芯軸の表面に離型剤保持層が設けられた離型剤含浸ローラと、前記離型剤含浸ローラと平行に設けられた張架軸と、前記離型剤含浸ローラと前記張架軸との間に張架されて設けられた耐熱性無端ベルトと、を有する離型剤塗布装置において、前記耐熱性無端ベルトの前記離型剤含浸ローラと前記張架軸との間の部分の表面が、定着ローラの表面に面で接するように設けられていることを特徴とする離型剤塗布装置。
2. 前記耐熱性無端ベルトが、離型剤が含浸される多孔性部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の離型剤塗布装置。
3. 前記離型剤が含浸される多孔性部材が、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）及びフッ素樹脂から選ばれる樹脂で構成される布帛又は不織布よりなる多孔性シートであることを特徴とする請求項２に記載の離型剤塗布装置。
4. 前記離型剤が含浸される多孔性部材が、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）及びフッ素樹脂から選ばれる樹脂で構成される発泡体又は網体よりなる多孔性シートであることを特徴とする請求項２に記載の離型剤塗布装置。
5. 前記離型剤が含浸される多孔性部材が、ニッケル、クロム及び鉄から選ばれる金属で構成される網体よりなる多孔性シートであることを特徴とする請求項２に記載の離型剤塗布装置。
6. 前記多孔性部材上に、点状に形成された離型層が設けられていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の離型剤塗布装置。
7. 前記多孔性の離型層が、フッ素樹脂の溶融温度以上の温度で固着されたフッ素樹脂粒子で構成されていることを特徴とする請求項６に記載の離型剤塗布装置。
8. 前記フッ素樹脂粒子が、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）粒子、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）粒子及び四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）粒子から選ばれる少なくとも１種のフッ素樹脂粒子であることを特徴とする請求項７に記載の離型剤塗布装置。
9. 前記張架軸が可動軸とされていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の離型剤塗布装置。
10. 前記耐熱性無端ベルトの表面に接するように、表面清掃部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の離型剤塗布装置。
11. 前記定着ローラの表面の離型剤の量を検知する手段で検知された検出値と前記定着ローラの表面の離型剤の量の目標値とを比較して、前記検出値と前記目標値との差が０になるように、前記可動軸を移動させて、前記耐熱性無端ベルトの表面と前記定着ローラの表面とに接する面の面積を制御する制御部が設けられていることを特徴とする請求項９または１０に記載の離型剤塗布装置。
12. 転写紙が搬送される搬送経路上に配置された定着ローラと、前記定着ローラの表面に当接する加圧ローラと、を有する定着装置において、請求項１〜１１のいずれか１項に記載
    の離型剤塗布装置を有していることを特徴とする定着装置。

Images